Tìm hiểu về kháng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản

Tác động của nuôi trồng thủy sản với kháng kháng sinh

Để chống lại dịch bệnh và duy trì lợi nhuận kinh tế, các trang trại nuôi trồng thủy sản đã sử dụng kháng sinh thường xuyên trong sản xuất thâm canh. Môi trường dưới nước tạo điều kiện lý tưởng để vi khuẩn kháng thuốc lây lan vì hai lý do: (1) bởi khả năng xâm nhập cao, nước có vi khuẩn mang gen kháng kháng sinh dễ dàng lây lan đến vùng nước an toàn, (2) nước là môi trường thuận lợi để chuyển gen giữa vi khuẩn (chuyển gen theo chiều ngang). Việc trao đổi gen liên quan đến kháng kháng sinh thậm chí còn đáng lo ngại hơn vì vi khuẩn kháng thuốc không gây bệnh cho người có thể chuyển gen kháng thuốc của chúng sang một số mầm bệnh ở người. Cần phải xem xét cộng đồng vi khuẩn trong một môi trường là một mạng lưới, vi khuẩn có vị trí trung tâm có thể đóng vai trò chuyển tiếp giữa một số vi khuẩn không thể trao đổi trực tiếp vật liệu di truyền.

Tác dụng bất lợi của kháng sinh đối với hệ vi sinh vật trong ao nuôi trồng thủy sản

Giống như tất cả sinh vật đa bào, các đối tượng nuôi của ngành thủy sản cũng sống kết hợp chặt chẽ với hệ vi sinh vật bao gồm hàng trăm loài vi khuẩn. Bộ gen lớn của cộng đồng vi sinh vật quanh vật chủ có thể bổ sung cho các quá trình trao đổi chất để chuyển hóa dinh dưỡng, tăng cường miễn dịch của vật chủ, thậm chí cả điều chỉnh nhận thức và hành vi. 

Khi dịch bệnh xảy ra, để xác định chính xác chủng vi khuẩn gây bệnh sẽ tốn nhiều công sức và thời gian. Do đó, các kháng sinh phổ rộng nhắm vào hàng loạt vi khuẩn thường được ưu tiên, khi đó kháng sinh không những tác động đến vi khuẩn gây bệnh mà một loạt các loài vi khuẩn khác trong hệ vi sinh vật bao gồm cả lợi khuẩn đều bị tấn công. Những đóng góp có lợi của hệ vi sinh vật trong ao nuôi có thể bị phá vỡ sau khi điều trị bằng kháng sinh phổ rộng, điển hình như: mất lợi khuẩn tiêu hóa gây bệnh đường ruột, xuất hiện đáp ứng đề kháng với các kháng nguyên vô hại, thiếu hụt trong chuyển hóa dẫn đến tăng nhạy cảm với nhiễm trùng cơ hội, giảm miễn dịch tự nhiên với các mầm bệnh,…

(1) Tương tác giữa vật chủ và hệ vi sinh vật giảm thiểu mầm bệnh (tế bào màu đỏ) bằng đối kháng trực tiếp hoặc thông qua điều chỉnh phản ứng miễn dịch của vật chủ.

(2) Áp dụng phương pháp điều trị bằng kháng sinh phổ rộng nhắm vào mầm bệnh cũng như lợi khuẩn không gây bệnh của hệ vi sinh vật tự nhiên, do đó dẫn đến rối loạn sinh lý, tức là làm gián đoạn các tương tác giữa lợi khuẩn và vật chủ. Vi khuẩn mang gen kháng kháng sinh (tế bào màu đỏ có thành tế bào màu xanh) xuất hiện.

(3) Vi khuẩn kháng kháng sinh phát triển mạnh và thay thế vào chỗ lợi khuẩn bị giết khi điều trị bằng thuốc kháng sinh. Do đó, vật chủ không còn đầy đủ khả năng miễn dịch tự nhiên với mầm bệnh.

Việc sử dụng quá nhiều kháng sinh tăng khả tạo ra dòng vi khuẩn gây bệnh mang gen kháng thuốc do vi khuẩn sống sót sau đợt điều trị  biến đổi ADN để chống lại tác dụng của thuốc kháng sinh, sau đó vi khuẩn trong ao trao đổi vật liệu di truyền giữa các tế bào, khi đó có thể vi khuẩn không gây bệnh nhưng mang gen kháng thuốc chuyển gen kháng thuốc của chúng sang vi khuẩn nhạy cảm nhưng gây bệnh, do đó làm tăng khả năng mang mầm bệnh của vi khuẩn gây bệnh.

Như vậy, việc sử dụng thuốc kháng sinh có thể làm giảm sự bùng phát bệnh trong thời gian ngắn nhưng có thể khiến xuất hiện của mầm bệnh kháng kháng sinh trong thời gian dài. Hơn nữa, mất đi sự hỗ trợ của hệ vi sinh vật tự nhiên sẽ làm trầm trọng thêm các tác động của mầm bệnh kháng thuốc này đối với sức khỏe tôm cá.

Lựa chọn thay thế kháng sinh

Trong bối cảnh một số chủng vi khuẩn đang kháng đa thuốc thì việc xem kháng sinh – nhất là kháng sinh phổ rộng là lựa chọn chính để trị bệnh trong nuôi trồng thủy sản là điều đáng lo ngại. Thực tế sản xuất đòi hỏi các phương pháp điều trị mới để thay thế cho kháng sinh, nhằm nâng cao hiệu quả phòng chống dịch bệnh và ngăn chặn sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn kháng thuốc mới. 

Những phương pháp thay thế kháng sinh được kỳ vọng có thể sử dụng phổ biến bao gồm: 

(1) Men vi sinh: hiện nay các chế phẩm sinh học đã được sử dụng rộng rãi và mang lại kết quả rất tốt. Các chủng lợi khuẩn sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản là: Bacillus, Lactobacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter... 

(2) Thực thể khuẩn (Phages): là một thể “ăn” vi khuẩn có thể gây bệnh và tiêu diệt vi khuẩn. Việc sử dụng các sinh vật này là một lựa chọn khả quan, tuy nhiên vẫn đang nghiên cứu thử nghiệm ở quy mô nhỏ.

(3) Peptide kháng sinh (AMPs) là một đoạn peptide hoặc một protein nhỏ có khả năng kháng lại vi sinh vật. Rất nhiều loài thủy sản có khả năng sản sinh petide kháng sinh khác nhau. Những loại AMPs này sẽ được sử dụng trong công nghiệp dược liệu và được sử dụng để kháng vi khuẩn kháng thuốc.

Trong một số trường hợp, kháng sinh vẫn là lựa chọn không thể thay thế để ngăn chặn dịch bệnh, nhưng cần sử dụng hợp lý và thận trọng. Ngoài ra, không nên chỉ dựa hoàn toàn vào kháng sinh, đặc biệt là về lâu dài để chống lại bệnh do vi khuẩn. Điều cần thiết trong bối cảnh nuôi trồng thủy sản là giảm các nguồn ô nhiễm tiềm ẩn, cải thiện cân bằng môi trường vi khuẩn trong ao nuôi để nâng cao đề kháng tự nhiên của tôm cá.

Theo The Rise and Fall of Antibiotics in Aquaculture - Antony T. Vincent, Jeff Gauthier, Nicolas Derome, and Steve J. Charette